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KAIST 창업기업, CES 2020 혁신상 수상
우리 대학 창업기업들이 CES 2020에서 혁신상(Innovation Award)을 받으며 내년 1월 라스베이거스에서 열리는 세계 최대의 전자제품 박람회 CES 2020에서의 활약을 예고하고 있다.
미국소비자기술협회(CTA)가 지난 11월 7일 발표한 CES 혁신상 수상제품 발표에서 4개의 우리 대학 창업기업이 각각 수상했다. 미국소비자기술협회는 매년 CES에 앞서 출품 제품 중 혁신적 제품을 선별해 혁신상을 수여하고 있다.
교원창업기업, 동문 입주기업, 출자기업 등 다양한 성격을 가진 이들 창업기업 4곳의 혁신상 수상제품은 내년 1월 7일부터 미국 라스베이거스에서 열리는 CES 2020에 마련된 ‘KAIST 전시관’에서 세계 160개국 4천 500여 개 참가 기업과 17만 5천여 명의 참가자들에게 소개된다.
수상기업은 ▲‘가상 및 증강현실, 웨어러블 기술 부문’ 수상업체 테그웨이(교원창업기업, 분야 : VR·AR·게임에서의 온도 실감 장치) ▲‘홈 가전 부문 수상업체’ 더웨이브톡(기술이전 출자기업, 분야 : 스마트 IoT 물 센서를 통한 실시간 박테리아 분석) ▲ ‘지속가능, 에코디자인&스마트에너지 부문’ 수상업체 쉘파스페이스(동문 입주기업, 분야 : 식물용 광원 쉘파라이트 개발) ▲ ‘더 나은 세상을 위한 기술 부문’ 수상업체 리베스트(기술이전 동문 입주기업, 분야 : 전 구간 유연 배터리)이다.
▲ 2014년 교원창업회사로 창립한 테그웨이는 세계 최초로 보유한 유연열전소자 기술을 통해 온도실감 장치를 개발함으로써 가상 및 증강현실, 웨어러블 기술 부문에서 수상했다.
이 기술은 사용자가 게임 내용과 함께 열감·냉감 및 통감을 실시간으로 느껴 게임을 더욱 현실감 있고 몰입감 있게 할 수 있는 온도 피드백 햅틱 장치다. 캐릭터의 게임 환경과 같은 온도를 감지함으로써 사용자는 이를 실제로 느끼며 더욱 생생하게 게임을 즐길 수 있다.
테그웨이는 현재 이러한 온도실감 장치를 게임 외에 다양한 아이템에 적용, 장시간 사용에도 습기가 차지 않는 쿨링 헤드셋을 개발했고 온도조절이 가능한 기능성 모자를 내년 초에 시판할 계획이다.
▲ 바이오 스타트업 더웨이브톡은 KAIST 산업디자인학과 배상민 교수, 물리학과 박용근 교수와의 협업을 통해 개발한 스마트 사물인터넷(IoT) 물 센서로 홈 가전 부문 혁신상을 받았다.
더웨이브톡이 박용근 교수 연구팀으로부터 이전받은 기술을 통해 제작한 스마트 IoT 물 센서는 빛의 원리를 이용해 기존 탁도계 대비 100배 이상 뛰어난 민감도를 가진다. 레이저를 수백에서 수만 번 반사해 이물질은 물론 눈에 보이지 않는 세균까지 검출할 수 있다.
배상민 교수 연구팀은 디자인적 혁신을 추가했다. 사용자들이 다양한 환경 속에서 편리하게 사용할 수 있도록 직관적 외관 및 앱을 디자인했고, 새로운 측정기를 심리적으로 쉽게 받아들일 수 있도록 감성적 조형과 색상을 적용했다. 나아가 기술과 기업의 성장을 고려해 모듈형으로 설계함으로써 물 외에 공기 속 미세먼지와 이불 속 진드기 등을 측정할 수 있는 시스템을 구축했다.
배상민 교수는 “KAIST의 혁신적인 바이오 연구, 창의적인 기업가 정신 그리고 세계적인 산업디자인이 어우러져 이룩한 훌륭한 성공사례"라며 "KAIST가 한국의 훌륭한 기술과 디자인을 세계적으로 알리는 선봉대 역할을 할 것이다"라고 말했다.
▲ 쉘파스페이스는 단일 LED와 퀀텀닷 필름을 이용, 가변성과 에너지 효율성을 크게 확장해 기존 식물용 광원의 한계를 극복한 점을 인정받아 지속 가능, 에코디자인&스마트에너지 부문에서 수상했다.
쉘파스페이스는 퀀텀닷의 크기에 따라 다양한 색의 빛 구현이 가능하다는 원리를 이용했다. 종, 생장 단계별로 다양한 빛의 파장이 있어야 하는 식물의 생장 단계에 맞춰 빛 조절을 하는 광원 솔루션으로 식물의 생산성과 품질을 높일 수 있다.
쉘파스페이스는 고품질 작물 수요가 높은 미국과 한국산 딸기 재배에 대한 관심이 많은 아세안 국가들에서 많은 관심을 보인다고 밝혔다. 특히 블루포인트파트너스와 디자인을 지원한 석 다니엘(Daniel Saakes) 교수와의 협업이 이뤄낸 결과라며 감사를 전했다.
▲ 더 나은 세상을 위한 기술 부문 수상제품인 리베스트의 유연 배터리는 현존하는 유연 배터리 중 단위 면적당 용량이 가장 높으면서 전 구간이 안정적으로 굽혀진다.
이를 통해 기존 웨어러블 디바이스가 보여줬던 한정적인 디자인을 뛰어넘음과 동시에 고용량을 구현해, 기기의 사용시간 증대 및 추가적인 성능도 탑재할 수 있다.
리베스트는 이번 수상으로 유연 배터리의 무한한 가능성을 인정받았음을 강조하며 제품의 특징상 다양한 형태의 웨어러블 기기에 적용 가능한 만큼 다양한 글로벌 웨어러블 기업과의 협업을 통해 웨어러블 시장의 도래를 이끌 것이라고 밝혔다.
□ 그림 자료
그림1.테그웨이 제품 사진
그림2. 더웨이브톡 제품 사진
그림3. 쉘파스페이스 제품 사진
그림4. 리베스트 제품 사진
2019.12.11
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김일두 교수, 2019 과학언론의 밤 올해의 과학자상 수상
우리 대학 신소재공학과 김일두 교수가 11월 29일 서울 중구 롯데호텔에서 개최된 2019 과학언론의 밤 행사에서 기자들이 뽑은 올해의 과학자상을 수상했다.
김일두 교수는 권위학술지인 에이씨에스 나노(ACS Nano) 저널의 부편집장에 선임돼 올 한 해 500여 건의 투고 논문을 담당했으며, 에이씨에스 나노 5월호에 우리 대학의 설립 배경, 그간의 발전 과정과 비전을 상세히 소개하는 에디토리얼 글을 발표하는 등의 활발한 활동에 대한 공을 인정받았다.
2021년 50주년 기념을 위해 나노과학 분야에서 활발한 연구 활동을 하고 있는 교원 15명의 연구 성과를 하나로 묶는 스페셜 리뷰 논문집을 발표할 예정이다.
김 교수의 연구는 과학기술정통부와 산업통상자원부가 공동 후원하고 나노기술연구협의회가 주최한 나노융합성과전 행사에서 2019년 10대 나노기술 ‘나노섬유 소재 기반 유해황경 및 호흡가스 분석 센서 기술’로 선정이 되기도 했다.
또한, 중국 상하이의 동화대학교에서 2년마다 수여하는 Qian Baojun Fiber Award 젊은 학자로 선정됐다. Qian Baojun은 중국에서 섬유 분야를 처음으로 학문화한 인물로, 2017년부터 이를 기념하기 위해 2년마다 섬유 분야에서 수상을 진행하고 있다.
김일두 교수는 11월 21 중국 광저우에서 개최된 APAM 회의에서 우수 Academician으로도 선정됐다.
김일두 교수는 “무엇보다 교육자로서 연구실의 1호 박사졸업생인 최선진 박사가 9월 1일자로 한양대학교 신소재공학부 최연소 교수로 임용된 점이 가장 기쁜 소식이다”라고 밝혔다.
2019.12.09
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WEF와 손잡고 ´한국4차산업혁명정책센터´ 출범
우리 대학은 4차 산업혁명의 핵심 기술 확산 및 포용적 성장 방안을 연구하기 위한 `한국4차산업혁명정책센터(Korea Policy Center for the Fourth Industrial Revolution, 이하 KPC4IR)'를 설치하고 개소식을 오는 10일 KAIST 대전 본원에서 개최한다.
KPC4IR은 세계경제포럼(World Economic Forum, 이하 WEF)이 과학기술정보통신부와 양해각서(MOU)를 맺고 KAIST와 실행 협약(Agreement)을 체결해 파트너십을 이룬 연구센터다.
향후, 4차 산업혁명 시대를 이끌어갈 혁신 생태계를 구축하고 공동 연구 및 정책 개발을 주도하는 글로벌 협력 플랫폼의 역할을 수행할 예정이다.
KPC4IR 설립의 시작은 지난 2017년에 중국 대련에서 개최된 WEF 하계 다보스포럼으로 거슬러 올라간다. 당시에 KAIST가 주도 아래 진행된 아시아 4차산업혁명센터 라운드테이블에서 신성철 총장과 클라우스 슈밥(Klaus Schwab) WEF 회장은 `대한민국이야말로 4차 산업혁명을 현실에서 실증해낼 수 있는 최적의 국가'라는 인식을 같이하며 중장기적 협력을 추진해왔다.
슈밥 회장은 2018년 4월 방한해 문재인 대통령을 예방하고 한국의 4차 산업혁명 잠재력을 높이 평가하며 협력 의지를 피력했다. 이에, 우리 정부는 과기부를 중심으로 WEF가 설립한 샌프란시스코 소재 4차산업혁명센터와의 공동연구 사업을 기획하고 KAIST를 협력 추진 기관으로 지정했다.
우리 대학은 2017년 7월부터 WEF 4차산업혁명센터와 협력 MOU를 맺고 `4차산업혁명지능정보센터'를 설립해 관련 주요 기술 모니터링과 정책 개발을 진행해왔으며, 이러한 역량을 인정받아 우리 정부와 WEF 간의 공동 협력 체제를 마련하는 구심점 역할을 담당하게 됐다.
10일 열릴 개소식을 위해 무라트 손메즈(Murat SÖNMEZ) 세계경제포럼 4차산업혁명센터장, 저스틴 우드(Justin WOOD) 세계경제포럼 아시아태평양 지역정책국장, 쉴라 워렌(Sheila WARREN) 세계경제포럼 4차산업혁명센터 블록체인·분산원장기술 소장 등 WEF 핵심 인사들이 대거 한국을 방문한다.
최기영 과학기술정보통신부 장관, 송희경·신용현 국회4차산업혁명포럼 위원들과 이상민 더불어민주당 과학기술특별위원장, 원희룡 제주도지사, 원광연 국가과학기술연구회 이사장, 최정표 한국개발연구원장, 김상선 한국과학기술기획 평가원장 등 정부 및 주요 공공기관 인사들도 자리를 함께해 WEF와의 상호 협력을 더욱 공고히 다질 예정이다.
무라트 손메즈 센터장을 포함한 주요 참여 인사들은 KPC4IR 개소식 당일에 `4차산업혁명 시대 글로벌 리더로의 도약'을 주제로 리더십 라운드테이블을 진행한다. 한국의 4차 산업혁명 글로벌 리더십을 제고하기 위한 공공 기관장들의 통찰과 전략을 공유하는 자리로 기술이 불러일으킬 새로운 규제 문제와 혁신 생태계 조성 및 공동 번영을 위한 논제들을 토론할 예정이다. 또한, 정부와 공공기관 차원에서 시도 중인 현안들과 실행 가능한 정책으로 개발하기 위한 노력 등도 함께 다룬다.
한편, KPC4IR은 센터가 공식 출범하기 전부터 WEF 4차산업혁명센터의 블록체인과 정밀의료 분야에서 파트너십을 맺고 글로벌 협력 플랫폼을 조성하기 위한 연구를 진행해왔다. 기존의 성과를 바탕으로 공동 연구 및 개발 협력을 지속해 과학기술에 기반을 둔 포용적 성장(inclusive growth)을 실현할 수 있는 글로벌 의제를 도출하는 것이 목표다.
이와 함께, 4차 산업혁명 시대의 기술 발전이 정치·경제·사회·문화 등 다양한 영역에 미칠 긍정적·부정적 영향을 선제적으로 예측하고 관련 정책과 기술을 공동 연구를 통해 설계하는 과제 등도 수행한다.
KPC4IR의 소장을 맡은 이상엽 KAIST 생명화학공학과 특훈교수는 "센터 출범을 계기로 대한민국이 4차 산업혁명의 핵심 기술 개발은 물론 관련 사회·경제적 이슈를 선제적으로 연구하고 정책 개발에 앞장서는 글로벌 리더가 될 것ˮ이라며 기대감을 밝혔다.
이날 개소식에는 허태정 대전시장, 노정혜 한국연구재단 이사장, 김명준 한국전자통신연구원장, 김장성 한국생명공학연구원, 이미혜 한국화학연구원장 등 지자체 및 과학기술 유관단체장과 KT·LG·효성 등 국내 주요 기업 임원, 이광재 여시재 원장 등 시민사회 인사 약 80여 명이 참석해 축하할 예정이다.
신성철 총장은 축사를 통해 "KPC4IR은 단순한 싱크탱크에 그치는 것이 아니라 생각과 행동이 공존하는 장(think & do tank)이 될 것ˮ이라고 강조하고 "인공지능·블록체인·정밀의료 분야에서 WEF와의 긴밀하게 협력해 인간 중심의 4차 산업혁명 실현을 향해 나아갈 것ˮ이라고 전할 방침이다.
2019.12.03
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박영진 교수, 현대자동차그룹과 함께 능동형 노면 소음 저감기술(RANC) 개발
〈 박영진 교수 〉
우리 대학 기계공학과 박영진 교수 연구실(시스템동역학 및 응용제어 연구실)과 현대자동차그룹이 협업해 개발한 ‘능동형 노면 소음 저감기술(이하 RANC)’이 상용화된다.
현대차그룹은 지난 11일 도로에서 발생해 실내로 유입되는 노면 소음을 크게 줄여주는 ‘RANC’를 개발했다고 밝혔다. RANC 핵심 요소기술인 센서 위치 및 신호 선정 방법에 대해 한국과 미국에 특허 출원을 완료했다.
RANC는 주행 시 발생하는 노면 소음을 낮추는 기술이다. 시스템은 가속도 센서, DSP(Digital Signal Processor, 음향신호 분석을 위한 제어 컴퓨터), 마이크, 앰프, 오디오 등으로 구성된다. 시스템을 최대한 단순하게 하도록 오디오는 별도의 오디오 시스템이 아닌 차에 원래 내장된 오디오를 활용한다.
먼저 가속도 센서가 진동의 전달 경로에 위치해 노면 소음을 유발하는 진동을 취득한다. 여기서 진동 전달 경로를 정확히 파악하기 위한 가속도 센서의 위치가 굉장히 중요하다. 연구팀은 수많은 테스트를 통해 최적의 센서 위치를 찾을 수 있었다.
박영진 교수 연구실은 지난 1993년부터 4년간 G7 국가 과제로 현대자동차와 도로 소음을 능동적으로 줄이는 연구를 수년간 수행하고 이 결과를 국제 학술지에 게재했다. 이후 네이처(Nature)에서 2002년 ‘Noise quietens driving’이라는 제목의 기사의 뉴스로 게재해 실제 차량에서 최초로 도로 소음을 줄이는 연구가 성공했음을 알렸다. 하지만 당시 주변 기술들의 부재(차량용 디지털 앰프 및 DSP 등)와 가격 요인 등으로 인해 상용화에는 실패했다.
그 후 2013년부터 박 교수 연구팀은 1건의 기술이전과 8건의 산학과제가 포함된 관련 연구를 수행했으며, 이를 기반으로 현대자동차 NVH 리서치랩 (전문위원 이강덕 박사; 항공공학 박사, 1996년)은 옵토멕 (설립자 김경수 교수; 기계공학 박사, 1999년), ARE (김현석 대표; 기계공학 박사, 1998년), 위아컴, 번영 등과 협업해 순수 국내 기술로 RANC 시스템의 개발에 성공했다.
박영진 교수 연구실은 선행연구 단계에서는 이론 기반 연구 및 연구팀의 구성 등 주도적으로 연구를 이끌었으며, 현대자동차 주도로 진행된 상용화 단계에서는 미래 지향적인 연구와 자문역할을 수행했다.
현대자동차그룹은 세계 최초로 RANC 기술의 상용화를 위해 글로벌 차량 오디오 전문업체인 하만과 협업해 완성도를 높여 RANC를 제네시스 브랜드 첫 번째 스포츠유틸리티차량(SUV) ‘GV80’에 적용한다.
박영진 교수는 “부임 초기에 중점적으로 한 연구가 20년이 더 지나 상용화가 이루어지는 것을 볼 수 있어 엔지니어로서 행복하고 특히 연구실의 졸업생들과 함께 노력해 상용화에 기여할 수 있어서 감개가 무량하다”라고 말했다.
2019.12.02
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IPBC 아시아 2019 최고 지식재산 리더 선정
우리 대학이 지난 10월 29일 일본 도쿄에서 열린 ‘지식재산 전문가 연례행사(IPBC) 아시아 2019’에서 대학/R&D 분야 아시아 최고 지식재산 리더로 선정됐다.
또한, 특허청에서 선정한 2019년 기술이전 우수기관 경상 로열티 부문 대학 1위에 올랐다.
영국의 유명 지식재산 전문저널인 IAM 주관으로 개최된 IPBC 아시아 2019는 세계 지식재산(IP) 전문가들이 모여 개최하는 연례행사로 매년 지식재산 전문가들이 참여해 지식재산 관련 이슈를 공유·토론하는 자리이다.
이번 IPBC 아시아 2019에서는 11개의 분야에서 획기적인 지식재산 전략 및 경영을 통해 최고의 지적 재산 가치를 창출한 기업과 기관을 대상으로 시상이 이뤄졌다.
(11개 분야 : 자동차, 전자, 의료 및 생명공학, 대학/R&D 기관, 인터넷 및 SW, 반도체, 산업, 이동통신, 지식재산 거래, 개인, 팀)
우리 대학은 지적 재산권 거래 및 라이센싱을 통해 지적 재산권 가치를 크게 높임으로써 아시아·태평양 지역에서 가장 활발한 대학 특허권자로 부상한 공을 인정받았다.
최경철 산학협력단장은 “이번 수상을 계기로 KAIST의 혁신적인 연구역량이 지식재산 및 기술사업화 가치 창출로 이어졌음을 입증했다”라며 “글로벌가치창출 선도대학이란 비전을 완성할 수 있도록 더욱 전략적인 핵심 지식재산 창출에 노력하겠다”라고 말했다.
우리 대학은 이와 함께 2018년 총 4억 5천만 원의 특허기술 경상 로열티를 받아 특허청에서 선정한 2019년 기술이전 우수기관 경상 로열티 부분 대학 1위를 차지했다.
주요 상용화 기술은 방송 표준특허인 고급 비디오 코딩(AVC) 및 고효율 비디오 코딩(HEVC) 동영상 압축기술로, 11월 현재 AVC 및 HEVC 표준특허로 등록된 기술은 모두 44건이며, 약 26억 원의 기술료 수익을 창출했다.
향후 5G 및 와이파이 등의 표준특허 창출을 통해 10년 이내에 100억 원 이상의 표준 기술료를 달성한다는 방침이다.
2019.11.27
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김성용 교수, 과학도서 「커피와 바다」 출간
우리 대학 기계공학과/인공지능연구소 김성용 교수가 지난 11월 23일 한국과학기술한림원(이하 한림원)『석학, 과학기술을 말하다』의 34번째 시리즈인 「커피와 바다」를 출간했다.
중·고교생 및 대중에게 바다에 관한 기초와 안전 상식 등을 전달하기 위해 집필된 책으로, `커피'와 같이 주변에서 쉽게 접할 수 있는 유체의 특성을 바다에 접목해 알기 쉽게 설명한 것이 특징이다. 또한, 바다와 관련된 안전 상식을 통해 유체의 원리를 이해하고 위험에 대처하는 방법을 소개하는 등의 유익한 내용이 담겨있다.
김 교수의 출간을 지원한 한림원은 국내 과학기술 도서의 질적인 향상을 도모하고 관련 분야 우수 저서의 출판 및 보급에 기여하기 위해 지난 2006년부터 회원저술사업을 진행해왔다. 매년 공모를 통해 2~3권의 서적을 출판하고 있으며, 김 교수는 올해 초 한림원 회원들이 참여하는 공모에서 출판 지원 대상자로 선정되어 지난 5월 차세대한림원회원 중 처음으로 『석학, 과학기술을 말하다』 시리즈의 필진으로 이름을 올리게 됐다.
한림원은 국가의 과학기술 저력 확산 및 과학기술에 대한 국민의 공감도를 높이기 위해 2016년부터 발간된 도서를 도서와 벽지 지역의 중·고등학교와 공공도서관 등 600여 곳에 무상으로 보급하고 있으며, 일반 대중을 위해 전국 유명서점 및 온라인서점에서 판매하고 있다.
김 교수는 "바다에 대한 이해를 넓히고자 글을 쓰기 시작해 멀리 보고 사명감을 가지는 과학자들이 많아지길 기대하는 마음으로 글을 마칠 수 있었다ˮ고 전했다. 이어, 김 교수는 "해양학자로서의 당부와 함께 바다를 앎으로 생기는 국력에 관한 이야기도 함께 담은 책을 통해 학생 및 대중과 소통하는 동시에 해양학계의 저변을 넓힐 수 있는 계기가 마련되길 바란다ˮ고 강조했다.
김 교수가 출간한 「커피와 바다」의 출판 기념회는 오는 2020년 2월 한국과학기술한림원에서 개최될 예정이다.
▲ '4장의 큰 파도: 쓰나미' 수록 삽화
2019.11.26
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배종태˙김상욱 교수, 과기한림원 2020 신임정회원으로 선출돼
〈(좌측부터) 배종태 경영공학부 교수와 김상욱 신소재공학과 교수 〉
우리대학 배종태 교수(경영대학 경영공학부)와 김상욱 교수(공과대학 신소재공학과)가 지난 22일 열린 한국과학기술한림원 정기총회에서 2020년도 신임정회원으로 선출됐다. 이번에 선출된 신임정회원은 이들 2명을 포함해 정책학부 4명, 이학부 7명, 공학부 6명, 농수산학부 3명, 의약학부 4명 등 모두 24명이다.
한림원 정회원은 과학기술 분야에서 20년 이상 활동하며 선도적인 연구 성과를 내고 해당 분야의 발전에 현저한 공헌을 한 과학기술인들을 3단계에 걸친 엄정한 심사를 통해 선정한다. 특히 책임저자(corresponding author, 교신저자)로서 발표한 대표논문에 대해 연구업적의 수월성 및 독창성, 학문적 영향력과 기여도 등을 중점 평가한다.
이번에 선출된 과기한림원 신임정회원의 임기는 내년 1월부터이며 회원패 수여식은 내년 1월 14일 오후 4시 더플라자에서 한림원 신년하례식과 함께 개최될 예정이다.
2019.11.25
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이정용 교수, 유기고분자-양자점 기반 하이브리드 태양전지 개발
〈 이정용 교수 〉
우리 대학 EEWS 대학원 이정용 교수 연구팀과 캐나다 토론토 대학교 전기 및 컴퓨터 공학부 테드 사전트(Ted Sargent) 교수 공동 연구팀이 유기 단분자 물질 도입을 통한 고효율, 고 안정성 유무기 하이브리드 태양전지 제작 기술을 개발했다.
연구팀이 개발한 유기 고분자-양자점 하이브리드 태양전지는 단순 성능 개선을 넘어 기존의 구조에서 성능이 제한된 문제점을 해결할 수 있는 구체적인 방안을 제시하고, 차세대 에너지원으로써 하이브리드 태양전지에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.
백세웅, 전선홍 박사, 김병수 박사과정 및 앤드류 프로페(Andrew H. Proppe) 박사가 공동 1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 에너지(Nature Energy)’ 11월 11일 자 온라인판에 게재됐다. (논문명: Efficient hybrid colloidal quantum dot/organic solar cells mediated by near-infrared sensitizing small molecules)
높은 기계적 특성 및 흡광 계수를 갖는 유기 고분자와 근적외선 영역을 흡수할 수 있는 콜로이달 양자점을 이용해 제작되는 하이브리드 태양전지는 용액공정으로 제작할 수 있고 두 물질의 장점을 모두 취할 수 있다는 점에서 많은 관심을 받아왔다.
하지만 유기 고분자-양자점 기반의 하이브리드 구조는 낮은 광전변환 효율과 안정성 측면에서 기존의 차세대 태양전지들과 경쟁하기에 부족한 점이 있다.
낮은 전하추출 능력과 그로 인해 발생하는 재결합 문제로 인해 최근까지도 10% 이하의 낮은 광전변환 효율에 머무르는 하이브리드 태양전지의 성능 개선이 필요한 실정이다.
연구팀은 문제 해결을 위해 고분자와 양자점의 매개체 역할을 할 수 있는 새 유기 단분자 구조를 도입했다. 이렇게 유기 단분자 매개체 도입된 유기 고분자-양자점 하이브리드 구조는 기존의 구조보다 다양한 강점을 가진다.
우선 기존의 유기 고분자에서 생성된 엑시톤을 원활하게 추출할 수 있으며, 상호 보완적인 흡광 대역이 형성돼 추가적인 전류 향상을 얻을 수 있고, 계단형 에너지 레벨을 형성해 에너지 및 전하를 효과적으로 운반할 수 있다.
이러한 강점을 통해 연구팀은 13.1%의 광전변환 효율을 달성했으며, 이는 기존의 유기 고분자와 양자점을 이용하는 하이브리드 태양전지보다 30% 이상 높은 효율이다. 그뿐만 아니라 제작 후 약 1천 500시간 이후에도 초기 효율의 90% 성능을 유지했으며, 최대전력조건에서 약 150시간 이후에도 초기 효율의 80% 이상의 성능을 유지했다.
이 교수는 “단분자를 도입해 기존의 하이브리드 구조의 고질적인 한계를 극복하고 고효율의 차세대 태양전지를 구현했다”라며 “개발한 고효율 태양전지는 최근 주목받고 있는 웨어러블 전자기기를 넘어서 모바일, IoT, 드론 및 4차산업에 적용 가능한 차세대 에너지 동력원으로써 주목받게 될 것이다”라고 말했다.
이 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업, 기후변화대응기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 새롭게 제시한 하이브리드 소재 구조의 작동 원리
2019.11.19
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신병하 교수, 홀 효과 한계 보완한 새 반도체 분석기술 개발
〈 신병하 교수, 배성열 박사과정 〉
우리 대학 신소재공학과 신병하 교수와 IBM 연구소의 오키 구나완(Oki Gunawan) 박사 공동 연구팀이 반도체 특성 분석의 핵심 기술인 홀 효과(Hall effect)의 한계를 넘을 수 있는 새로운 반도체 정보 분석 기술을 개발했다.
이번 연구는 140년 전에 처음 발견된 이래로 반도체 연구 및 재료 분석의 토대가 된 홀 효과 측정에 대한 새로운 발견으로 향후 반도체 기술 개발에 이바지할 수 있을 것으로 기대된다.
신병하 교수와 오키 구나완 박사가 교신 저자로, 배성열 박사과정이 2 저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지‘네이처(Nature)’ 10월 07일 자 온라인판에 게재됐으며 11월 07일 정식 게재됐다. (논문명: Carrier-Resolved Photo Hall Effect)
1879년 에드윈 홀(Edwin Hall)이 발견한 홀 효과는 물질의 전하 특성(유형, 밀도, 이동성 또는 속도)에 대한 중요한 정보를 제공한다. 이는 반도체 소자를 이해하고 설계하는 데 필요한 가장 기본적인 특성들이다.
이러한 이유로 홀 효과는 지난 100년이 넘는 시간 동안 가장 일반적인 반도체 특성 분석 기법의 하나며 전 세계의 반도체 연구기관에서 보편적으로 사용되고 있다.
그러나 현재까지의 분석 기법으로는 홀 효과를 통해 다수 운반체(Majority carrier)와 관련한 특성만 파악할 수 있고, 태양 전지와 같은 소자의 구동 원리 파악에 필수인 소수 운반체(Minority carrier) 정보는 얻을 수 없다는 한계를 가지고 있었다.
연구팀은 문제 해결을 위해 ‘포토 홀 효과(Carrier-Resolved Photo-Hall" (CRPH))’ 기술을 개발했다. 이 기술을 사용하면 한 번의 측정으로 다수 운반체 및 소수 운반체에 대한 많은 정보를 동시에 추출할 수 있다.
기존 홀 측정에서는 세 가지 정보를 얻을 수 있었다면 연구팀의 새로운 기술은 실제 작동 조건을 포함한 여러 광도에서 광여기 전하의 농도, 다수 운반체 및 소수 운반체의 전하 이동도, 재결합 수명, 확산 거리 등 최대 일곱 개의 중요한 정보를 얻을 수 있다.
연구팀의 이 기술은 태양 전지, 발광 다이오드와 같은 광전자 소자 분야에서 사용 가능한 신소재 개발 및 최적화에 핵심적인 역할을 할 것으로 기대된다.
신 교수는 “지난 2년간의 연구가 좋은 결심을 맺게 되어 기쁘고, 이 기술을 통해 새로운 광소자 물질의 전하 수송 특성을 이해하고 더 나은 소자를 개발하는 데 큰 도움이 되리라 믿는다”라고 말했다.
이번 연구는 한국연구재단 기후변화대응기술개발사업, 산업통상자원부와 한국에너지기술평가원(KETEP) 에너지기술개발사업의 지원을 통해 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 포토 홀 효과 개념도
2019.11.14
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이의진 교수, 차량 대화형서비스 안전성 향상 기술 개발
〈 이의진 교수, 김아욱 박사과정 〉
우리 대학 산업및시스템공학과 이의진 교수 연구팀이 차량용 인공지능이 능동적으로 운전자에게 대화 서비스를 어느 시점에 제공해야 하는지 자동으로 판단할 수 있는 기술을 개발했다.
연구팀은 차량에서 수집되는 다양한 센서 데이터와 주변 환경 정보를 통합 분석해 언제 운전자에게 말을 걸어야 하는지 자동 판단하는 인공지능 기술을 개발했다.
차량 대화형서비스가 가진 문제를 해결하는 데 중점을 둔 이번 연구는 인공지능의 자동판단 기술을 통해 대화형서비스로 인한 운전자 주의분산 문제를 해결함으로써, 부적절한 시점에 운전자에게 대화를 시도하다가 발생할 수 있는 교통사고 등을 방지하는 기반기술이 될 것으로 기대된다.
이번 연구결과는 유비쿼터스 컴퓨팅 분야 국제 최우수학회인 ACM 유비콤(UbiComp)에서 9월 13일 발표됐다. 김아욱 박사과정이 1저자로 참여하고 최우혁 박사과정, 삼성리서치 박정미 연구원, 현대자동차 김계윤 연구원과의 공동 연구로 이뤄졌다. (논문명: Interrupting Drivers for Interactions: Predicting Opportune Moments for In-vehicle Proactive Auditory-verbal Tasks)
차량 대화형서비스는 편의와 안전을 동시에 제공해야 한다. 운전 중에 대화형서비스에만 집중하면 전방 주시에 소홀하거나 주변 상황에 주의를 기울이지 못하는 문제가 발생한다. 이는 운전뿐만 아니라 대화형서비스 사용 전반에도 부정적인 영향을 줄 수도 있다.
연구진은 말 걸기 적절한 시점 판단을 위해 ▲현재 운전상황의 안전도 ▲대화 서비스 수행의 성공률 ▲운전 중 대화 수행 중 운전자가 느끼는 주관적 어려움을 통합적으로 고려한 인지 모델을 제시했다.
연구팀의 인지 모델은 개별 척도를 다양하게 조합해 인공지능 에이전트가 제공하는 대화형서비스의 유형에 따른 개입 시점의 판단 기준을 설정할 수 있다.
일기예보 같은 단순 정보만을 전달하는 경우 현재 운전상황의 안전도만 고려해 개입 시점을 판단할 수 있고, ‘그래’, ‘아니’ 같은 간단한 대답을 해야 하는 질문에는 현재 운전상황의 안전도와 대화 서비스 수행의 성공률을 함께 고려한다. 매우 보수적으로 세 가지 척도를 모두 함께 고려해 판단할 수 있다. 이 방식은 에이전트와 운전자가 여러 차례의 상호작용을 통해 의사결정을 할 때 사용한다.
정확도 높은 자동판단 인공지능 기술 개발을 위해서는 실제 도로 운전 중 에이전트와의 상호작용 데이터가 필요하기 때문에 연구팀은 반복적인 시제품 제작 및 테스트를 수행해 실제 차량 주행환경에서 사용 가능한 내비게이션 앱 기반 모의 대화형서비스를 개발했다.
자동판단을 위해 대화형서비스 시스템과 차량을 연동해 운전대 조작, 브레이크 페달 조작 상태 등 차량 내 센서 데이터와 차간거리, 차량흐름 등 주변 환경 정보를 통합 수집했다.
연구팀은 모의 대화형서비스를 사용해 29명의 운전자가 실제 운전 중에 음성 에이전트와 수행한 1천 3백 88회의 상호작용 및 센서 데이터를 구축했고, 이를 활용해 기계학습 훈련 및 테스트를 수행한 결과 적절 시점 검출 정확도가 최대 87%에 달하는 것을 확인했다.
연구팀의 이번 기술 개발로 대화형서비스로 인한 운전자 주의분산 문제를 해결할 수 있을 것으로 전망된다. 이 기술은 대화형서비스를 제공하는 차량 인포테인먼트 시스템에 바로 적용할 수 있다. 운전 부주의 실시간 진단 및 중재에도 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
이의진 교수는 “앞으로의 차량 서비스는 더욱더 능동적으로 서비스를 제공하는 형태로 거듭나게 될 것이다”라며 “자동차에서 생성되는 기본 센서 데이터만을 활용해 최적 개입 시점을 정확히 찾을 수가 있어 앞으로는 안전한 대화 서비스 제공이 가능할 것이다”라고 밝혔다.
이번 연구는 한국연구재단 차세대정보컴퓨팅기술개발사업과 현대NGV의 지원을 통해 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 실차 데이터 수집장비 및 실제 실험 모습
그림2. 모의 대화형서비스 개념도
그림3. 차량 대화형서비스의 안전성 증진 기술 개념도
2019.11.12
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유연 내시경 수술로봇 케이플렉스. 올해의 10대 기계기술로 선정
우리 대학 기계공학과 권동수 교수 연구팀과 교원 창업기업 ㈜이지엔도서지컬이 공동개발한 유연 내시경 수술로봇‘케이플렉스’가 지난 6일 서울 엘타워에서 열린 2019 기계의 날에서 올해의 10대 기계기술에 선정됐다.
한국기계기술단체총연합회가 주관 및 선정하는 올해의 10대 기계기술은 한 해 동안 국내에서 개발된 기계 분야의 우수한 기술 또는 제품을 발굴·선정해 연구자의 공적을 치하하고 격려하며 국내·외 홍보를 위해 지난 2013년부터 매년 시행해오고 있다.
권 교수 연구팀이 개발한 유연 내시경 수술 로봇‘케이플렉스(K-FLEX)’는 입이나 항문 등 우리 몸에 존재하는 통로를 따라 뱀처럼 유연하게 삽입돼 흉터를 남기지 않고 수술이 가능하고 기존 복강경 수술 로봇이 접근하기 어려운 부위의 수술도 가능하다.
작년 6월 영국에서 개최된 서지컬 로봇 챌린지에서 우승을 차지한 이 기술은 동물실험을 통해 임상 적용의 가능성 검증에 성공해 국내·외로부터 많은 주목을 받고 있다.
권 교수는 “유연 내시경 수술 로봇인 케이플렉스 개발과 상용화는 기존의 복강경 수술 로봇이 커버하는 범위를 넘어서 내시경 수술 분야로의 진출이 가능하게 했다는 점에서 매우 의미가 크다”고 설명했다.
이지엔도서지컬은 기계공학과 교수로 재직 중인 권동수 대표가 8명의 제자와 함께 지난 2018년 2월 창업한 의료 로봇 전문업체다. 권 교수가 연구실에서 23년간 축적한 연구성과와 노하우를 비즈니스와 연결하는 기술기반의 스타트업으로 기술사업화 혁신을 주도하고 있다.
체계적인 인·허가 시스템 정립과 상용화 등을 통해 글로벌 로봇 수술 시장에서 국내 기술의 영향력을 높이는 한편 내시경 수술 로봇의 글로벌 사업화를 목표로 삼고 있다.
2019.11.11
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국제 미래자동차 기술 심포지엄 개최
전기자동차 및 자율주행 자동차로 대표되는 교통 시스템의 패러다임 전환으로 새로운 연구 및 산업 분야가 창출되고 있다. 이로 인해 발생하는 환경·안전·효율 등의 문제를 개선하기 위해 전 세계적으로 교통체계 및 자동차의 혁신적인 변화가 요구되고 있는 시점이다.
우리 대학은 이러한 시대적인 흐름에 맞춰 세계 최고 수준의 미래자동차 기술 및 아이디어를 공유하기 위해 11일 제주시에 위치한 KAIST 친환경스마트자동차연구센터에서 `국제 미래자동차 기술 심포지엄'을 개최한다.
`자동차 기술의 미래: 자율주행차와 전기차를 중심으로(Shaping Future Mobility: Autonomous and Electric Vehicles)'라는 주제로 열리는 이 국제심포지엄은 KAIST 조천식녹색교통대학원(학과장 김경수)과 기계공학과(학과장 이두용)가 공동 주관한다.
한국·미국·홍콩·싱가포르 4개국의 초청 연사와 관련 분야 연구자 등 100여 명이 참석하는 이번 국제심포지엄 행사에서는 후이 펑(Huei Peng) 미국 미시간대 앤아버 중앙캠퍼스 교수가 기조연설을 맡았다.
후이 펑 교수는 `지능형 친환경 자동차의 동향 및 발전 전망'을 주제로 미래의 지능형 친환경 자동차의 안전성과 에너지 효율을 강화하려는 연구의 동향과 한계를 분석하고 해당 분야의 발전 가능성을 전망한다.
또, 미래자동차 기술을 다루는 세션에서는 에드워드 청(Edward Chung) 홍콩 이공대 교수가 `연결 사회에서의 교통 관리'를 주제로 차량-도로 인프라 간 통신 기술을 활용한 교통효율 혁신 방안을 소개한다.
이어, 장기태 KAIST 조천식녹색교통대학원 교수는 `제주, 친환경 전기차 및 신재생에너지 보급 확산의 산실'을 주제로 새로운 교통 인프라 구축 및 에너지 정책 마련의 필요성에 대해 논의한다.
이밖에 자율주행 자동차 세션에서는 모한 트리베디(Mohan Trivedi) 미국 캘리포니아대 샌디에이고 교수와 금동석 KAIST 조천식녹색교통대학원 교수·마르셀로 앙(Marcelo Ang) 싱가포르 국립대 교수·윤국진 KAIST 기계공학과 교수가 자율주행 자동차의 안정성과 기존 기술의 한계를 극복하려는 새로운 시도들에 관해 소개한다.
신성철 KAIST 총장은 환영사를 통해 "이번 심포지엄은 미래자동차를 위한 비전을 구상하는 기회이자 아이디어 및 새로운 기술을 공유해 도전하고 탐구하는 자리가 될 것ˮ이라고 이번 심포지엄 개최에 대한 의미를 부여했다.
이어 김경수 KAIST 조천식녹색교통대학원장도 "미래자동차 기술 관련 연구를 선도하는 4개 대학 연구자들과 함께 KAIST를 중심으로 하는 국제 공동연구 네트워크를 구축할 계획ˮ이라며 포부를 밝혔다.
2019.11.07
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